Progettazione concettuale

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1 Progettazione concettuale Requisiti - Analisi Schema concettuale Costruzione di uno schema ER per descrivere le spec ifiche sui dati La costruzione è progressiva con raffinamenti e corr ezioni Il punto di partenza è la raccolta e l analisi l dei requisiti 1 Raccolta e analisi dei requisiti I requisiti definiscono le caratteristiche dell applicazione da realizzare dati operazioni sui dati La raccolta e l analisi dei requisiti dipendono molto dai casi e sono difficilmente standardizzabili I requisiti sono raccolti come frasi in linguaggio naturale spesso ambigue e disorganizzate L analisi consiste nel chiarimento e nell organizzazione delle specifiche 2

2 Fonti dei requisiti Utenti Interviste Documentazione scritta predisposta appositamente Documentazione esistente Normative (leggi e regolamenti del settore) Regolamenti interni, procedure aziendali Moduli Realizzazioni preesistenti Applicazioni da rimpiazzare Applicazioni che dovranno interagire col sistema da realizzare 3 Organizzazione dei requisiti Utenti diversi possono fornire informazioni diverse (complementari o contradditorie) Le interviste dovrebbero portare ad una acquisizione topdown dei requisiti dagli utenti a livello più alto agli esperti dei singoli sottoproblemi Occorre effettuare verifiche di comprensione e consistenza con gli utenti (es. per mezzo di esempi) Richiedere definizioni e classificazioni Si cerca di definire progressivamente ogni dettaglio 4

3 Società di formazione [1] Si vuole realizzare una base di dati per una società che eroga corsi, di cui vogliamo rappresentare i dati dei partecipanti ai corsi e dei docenti. Per i partecipanti (circa 5000), identificati da un codice, si vuole memorizzare il codice fiscale, il cognome, l età, il sesso, il luogo di nascita, il nome dei loro attuali datori di lavoro, i posti dove hanno lavorato in precedenza insieme al periodo, l indirizzo e il numero di telefono, i corsi che hanno frequentato (i corsi sono in tutto circa 200) e il giudizio finale. Rappresentiamo anche i seminari che stanno attualmente frequentando e, per ogni giorno, i luoghi e le ore dove sono tenute le lezioni. I corsi hanno un codice, un titolo e possono avere varie edizioni con date di inizio e fine e numero di partecipanti. Se gli studenti sono liberi professionisti, vogliamo conoscere l area di interesse e, se lo possiedono, il titolo. 5 Società di formazione [2] Per quelli che lavorano alle dipendenze di altri, vogliamo conoscere invece il loro livello e la posizione ricoperta. Per gli insegnanti (circa 300), rappresentiamo il cognome, l età e il posto dove sono nati, il nome del corso che insegnano, quelli che hanno insegnato nel passato e quelli che possono insegnare. Rappresentiamo anche tutti i loro recapiti telefonici. I docenti possono essere dipendenti interni della società o collaboratori esterni. 6

4 Scrittura dei requisiti [1] Scelta del livello di astrazione Si devono evitare termini troppo generici o troppo specifici liberi professionisti... e, se lo possiedono, il titolo Titolo di studio? Titolo professionale? Per i partecipanti... giudizio finale Espresso come? Meglio: votazione in decimi. Standardizzare la struttura delle frasi E preferibile usare sempre lo stesso stile sintatti co Per <dato> rappresentiamo <lista di proprietà> Evitare frasi contorte quelli che lavorano alle dipendenze di altri lavoratori dipendenti 7 Scrittura dei requisiti [2] Individuare sinonimi/omonimi e unificare i termini Usare un solo termine al posto dei sinonimi Insegnante... docente Partecipanti <ai corsi>... studenti Usare termini distinti in caso di omonimi Posto impiego (i posti dove hanno lavorato) città (il posto dove sono nati) Luogo città (il luogo di nascita) aula (i luoghi dove sono tenute le lezioni) 8

5 Scrittura dei requisiti [3] Rendere esplicito il riferimento fra termini In assenza di un contesto di riferimento alcuni termini possono risultare ambigui Occorre rappresentare il riferimento fra i termini i posti dove dove hanno lavorato in precedenza insieme al periodo, l indirizzo e il numero di telefono Di chi sono l indirizzo e il numero di telefono? Dei partecipanti o dei posti dove hanno lavorato in precedenza? Per quelli che lavorano alle dipendenze di altri... A chi ci si riferisce? Ai docenti o agli studenti? 9 Scrittura dei requisiti [4] Costruire un glossario dei termini Per ogni termine si indica una breve descrizione, i sinonimi, e gli altri termini con cui esiste un legame logico Facilita la comprensione e la precisazione dei term ini Termine Descrizione Sinonimi Collegamenti ai corsi. Può essere un dipendente o un professionista Studente, Datore Docente Docente dei corsi. Possono essere collaboratori esterni. Insegnante Corsi offerti. Possono avere varie edizioni. Seminario Docente, Datore Datori di lavoro attuali e passati dei partecipanti ai corsi Posto 10

6 Strutturazione dei requisiti [1] Si decompone il testo in gruppi di frasi omogenee Frasi di carattere generale Si vuole realizzare una base di dati per una società che eroga corsi, di cui vogliamo rappresentare i dati dei partecipanti ai corsi e dei docenti. Frasi relative ai partecipanti Per i partecipanti (circa 5000), identificati da un codice, rappresentiamo il codice fiscale, il cognome, l età, il sesso, la città di nascita, il nome dei loro attuali datori di lavoro e di quelli precedenti (insieme alle date di inizio e di fine del rapporto), le edizioni dei corsi che stanno attualmente frequentando e quelli che hanno frequentato nel passato, con la relativa votazione finale in decimi. 11 Strutturazione dei requisiti [2] Frasi relative ai datori di lavoro Relativamente ai datori di lavoro presenti e passati dei partecipanti, rappresentiamo il nome, l indirizzo e il numero di telefono. Frasi relative ai corsi Per i corsi (circa 200), rappresentiamo il codice, il titolo, le varie edizioni con date di inizio e fine e, per ogni edizione, rappresentiamo il numero di partecipanti e il giorno della settimana, le aule e le ore dove sono tenute le lezioni. 12

7 Strutturazione dei requisiti [3] Frasi relativi a tipi specifici di partecipanti Per i partecipanti che sono liberi professionisti, rappresentiamo l area di interesse e, se lo possiedono, il titolo professionale. Per i partecipanti che sono dipendenti, rappresentiamo invece il loro livello e la posizione ricoperta. Frasi relative ai docenti Per i docenti (circa 300), rappresentiamo il cognome, l età e la città di nascita, tutti i numeri di telefono, il titolo del corso che insegnano, di quelli che hanno insegnato nel passato e di quelli che possono insegnare. I docenti possono essere dipendenti interni della società di formazione o collaboratori esterni. 13 Specifiche sulle operazioni Occorre utilizzare la stessa terminologia utilizzata per le specifiche dei dati (glossario) Serve anche conoscere la frequenza con la quale le operazioni sono eseguite Operazione 1: Inserimento di un partecipante indicando tutti i suoi dati (40 volte/giorno) Operazione 2: Assegnazione di un partecipante a una edizione di un corso (50 volte/giorno) Operazione 3: Inserimento di un nuovo docente indicando tutti i suoi dati e i corsi che può insegnare (2 volte/giorno)... 14

8 Dalle specifiche al modello ER 1 Si utilizzano le definizioni dei costrutti del modello ER Se un concetto ha proprietà significative e descrive classi di oggetti con esistenza autonoma conviene rappresentarlo con una entità docente partecipante corso Se un concetto ha una struttura semplice e non possiede proprietà rilevanti associate conviene rappresentarlo come un attributo di un altro concetto a cui si riferisce Età Città di nascita 15 Dalle specifiche al modello ER 2 Se sono state individuate due o più entità e nei requisiti compare un concetto che le associa, questo concetto può essere rappresentato con una relazione Partecipanti corsi = partecipazione a un corso Docente corso = corso insegnato Se uno o più concetti risultano essere il caso parti colare di un altro è opportuno rappresentarli facendo uso dell a generalizzazione professionista, dipendente Docente Collaboratore, interno 16

9 Strategie di progetto [1] Strategia top-down Lo schema concettuale viene prodotto con raffinamenti successivi a partire da uno schema iniziale che descrive tutte le specifiche con pochi concetti molto astratti Strategia bottom-up Le specifiche iniziali sono suddivise in componenti elementari che vengono descritte con semplici schemi concettua li. Si procede poi alla fusione degli schemi fino a ottenere lo schema finale che integra tutte le componenti 17 Strategie di progetto [2] Strategia inside-out Si individuano inizialmente i concetti principali. Si procede progressivamente con i concetti più vicini a quelli iniziali fino ad arrivare alla rappresentazione completa delle specifiche Strategia mista Combina le strategie bottom-up e top-down. Si scompongono i requisiti in componenti separate e in uno scheletro contenente i concetti principali dell applicazione. Lo scheletro è usato per l integrazione delle compon enti. 18

10 Strategia top-down [1] Primitive di trasformazione top-down Operano su un singolo concetto trasformandolo in una struttura più complessa in grado di descrivere il concetto di partenza con maggior dettaglio T 1 : Una entità descrive due concetti diversi legati logicamente fra loro Tipo di corso Tipologia Edizione di corso codice titolo inizio fine 19 Strategia top-down [2] T 2 : Una entità è composta da sotto-entità distinte Dipendente Professionista T 3 : Una relazione in realtà descrive due relazioni diverse fra le stesse entità Docenza docente Docenza Edizione di corso docente presente Docenza Edizione di corso passata 20

11 Strategia top-down [3] T 4 : Una relazione descrive in realtà un concetto con esistenza autonoma studente Esame corso studente curriculum esame Verbale corso 21 Strategia top-down [3] T 5 : Si aggiungono attributi ad entità Codice Fiscale Cognome Età Città di nascita Sesso T 6 : Si aggiungono attributi a relazioni R R 22

12 Strategia bottom-up scomposizione specifiche componente 1 componente n componente 1,1 componente 1,m componente n,1 componente n,m Schema 1,1 Schema 1,m Schema n,1 Schema n,m integrazione Schema finale 23 Trasformazioni bottom-up [1] Primitive di trasformazione bottom-up Introducono nuovi concetti in grado di descrivere aspetti non ancora rappresentati T 1 : creazione di una entità relativa a una classe di oggetti con proprietà comuni Lezione T 2 : individuazione di un legame logico fra due entità (r elazione) docente docente Abilitazione 24

13 Trasformazioni bottom-up [2] T 3 : individuazione di un legame tra diverse entità riconducibile ad una generalizzazione Docente Docente Interno Collaboratore Interno Collaboratore T 4 : a partire da una serie di attributi si individua un entità che aggrega tali attributi Codice Fiscale Codice Fiscale Cognome Età Sesso Città di nascita Città di nascita Cognome Età Sesso 25 Trasformazioni bottom-up [3] T 5 : a partire da una serie di attributi si individua un a relazione che aggrega tali attributi 26

14 Strategia inside-out Nome Cognome Età Stipendio Codice 1 (0,1) (1,1) Direzione Impiegato (0,1) Afferenza Data di afferenza Partecipazione 3 Dipartimento (1,1) Composizione Telefono Nome Nome Fondi Progetto 2 Data inizio Città Sede 4 (0,1) Data consegna Via Numero Indirizzo CAP 27 Strategia ibrida Combina i vantaggi delle strategie top-down e botto m-up Suddivisione dei requisiti in componenti separate Definizione di uno schema scheletro per i concetti principali Lo schema scheletro facilita le fasi di integrazion e Si individuano i concetti più importanti (i più citati o quelli indicati come cruciali) Si organizzano tali concetti in un semplice schema concettuale Ci si concentra sugli aspetti essenziali (molti attributi, le cardinalità delle relazioni, le gerarchie articolate sono rimandate) E la strategia più flessibile perché permette si suddividere il problema in sottoproblemi e di procedere per raffinamenti progressivi 28

15 Esempio [1] Concetti principali per la società di formazione partecipanti corsi docenti partecipazione Docenza Docente Schema scheletro 29 Esempio [2] Specifiche riguardanti i partecipanti Dipendente Professionista Rappresentazione degli impieghi dei partecipanti Datore 30

16 Esempio [3] Relazione fra partecipanti e datori di lavoro Datore Impiego Dipendente Professionista 31 Esempio [4] Specializzazione della relazione fra partecipanti e datori di lavoro Datore Datore Impiego Impiego corrente Impiego passato Dipendente Professionista Dipendente Professionista 32

17 Esempio [5] Inserimento degli attributi su entità e relazioni e delle cardinalità Indirizzo Nome Telefono Data inizio Data fine Datore Data inizio Impiego corrente (1,1) Impiego passato CF Età Sesso Città di nascita Codice Cognome Dipendente Professionista (0,1) Posizione Livello Area Titolo professionale 33 Esempio [6] Specifiche riguardanti i docenti Docente Docente Interno Collaboratore Introduzione degli attributi del docente (si aggiunge CF come identificatore) Cognome CF Età Telefono Città di nascita Docente Interno Collaboratore 34

18 Esempio [7] L attributo telefono è multivalore e può (deve) essere trasformato in una relazione Cognome CF Età Città di nascita Docente recapito Telefono Interno Collaboratore 35 Esempio [8] Specifiche riguardanti i corsi (si distingue fra corso in senso astratto e edizione di un corso) Tipologia Edizione corso codice titolo inizio fine numero di partecipanti Rappresentazione delle lezioni che compongono una e dizione del corso (1,1) Edizione (1,1) Tipologia Composizione corso Lezione codice titolo inizio fine numero di partecipanti orario aula giorno 36

19 Esempio [9] Si aggregano le sottoparti utilizzando lo schema sc heletro Si specificano meglio le relazioni fra le sottoparti partecipazione Docenza Docente abilitazione partecipazione passata (0,1) Docenza passata partecipazione presente (0,1) (0,1) Docenza corrente (0,1) Docente 37 Esempio [10] orario aula giorno Data inizio (1,1) Impiego corrente Indirizzo Data fine Sesso Cognome CF Età Nome Datore Impiego passato Città di nascita Codice Telefono Data inizio Partecipazione Passata (0,1) Votazione Partecipazione Corrente Lezione (1,1) Composizione Edizione di corso (0,1) (0,1) Docenza passata Docenza corrente (1,1) inizio fine numero di partecipanti Tipologia abilitazione (0,1) Cognome CF Città di nascita Docente Telefono Età Dipendente Professionista Interno Collaboratore (0,1) Posizione Livello Area Titolo professionale codice titolo 38

20 Qualità di uno schema concettuale Correttezza Uso corretto dei costrutti (sintassi e semantica) Completezza Tutti i dati sono rappresentati Tutte le operazioni possono essere eseguite (tutti i dati previsti da un operazione sono raggiungibili navigando il diagramma ER) Leggibilità Lo schema deve essere il più possibile autoesplicativo (nomi, Minimalità layout dello schema) Lo schema non contiene ridondanze (concetti che possono essere derivati da altri) 39 Il progetto [1] Analisi dei requisiti Costruire un glossario dei termini Analizzare i requisiti ed eliminare le ambiguità presenti Raggruppare i requisiti in insiemi omogenei Passo base Individuare i concetti più rilevanti e rappresentarli in uno schema scheletro Passo di decomposizione (se necessario) Effettuare una decomposizione dei requisiti con riferimento ai concetti presenti nello schema scheletro 40

21 Il progetto [2] Passo iterativo Da ripetere per tutti i sottoschemi finché ogni specifica è stata rappresentata Raffinare i concetti presenti in base alle specifiche Aggiungere nuovi concetti Passo di integrazione Integrare i vari sottoschemi utilizzando lo schema scheletro Analisi di qualità Verificare la correttezza Verificare la completezza Verificare la minimalità e documentare eventuale ridondanze volute Verificare la leggibilità 41 Strumenti CASE Applicativi Computer Aided Software Engineering per lo sviluppo di basi di dati (progetto concettuale, logico e fisico) Interfaccia grafica con cui manipolare schemi ER Dizionario dei dati centralizzato Strumenti integrati (layout automatico del diagramma, generazione di codice per la realizzazione su un particolare DBMS,...) Non è detto che sia utilizzata la notazione vista per denotare i costrutti del diagramma ER Non esistono di fatto standardizzazioni negli strum enti CASE 42

22 Un esempio: ERWin Modelli logical physical logical/physical Notazione IDEF1X (Integration DEFinition) IE (Information Engineering) 43 Logical & physical models Logical = modello concettuale Entità (Entities) Attributi (Attributes) Relazioni (Relationships) Entità 1 attributo 1 attributo 1 attributo 2 attributo 2 attributo 3 attributo 3 attributo 4 attributo 4 identificatori Relazione Entità 2 attributo 1 attributo 1 attributo 2 attributo 2 attributo 3 attributo 3 Physical = modello relazionale Tabelle (Tables) Colonne (Columns) Relazioni (Constraints) Viste (Views) Tabella 1 colonna_1 colonna_1 colonna_2 colonna_2 colonna_3 colonna_3 colonna_4 colonna_4 chiavi Relazione Tabella 2 colonna_1 colonna_1 colonna_2 colonna_2 colonna_3 colonna_3 44

23 Tipi di entità (tabelle) Esistono due tipi di entità indipendenti (con identificatore interno) dipendenti (con identificatore esterno) (1,1) Edizione di corso Tipologia inizio fine numero di partecipanti Codice Codice titolo titolo indipendente Tipologia Edizione di corso Codice (FK) Codice (FK) Data inizio Data inizio Data fine Data fine Numero di partecipanti Numero di partecipanti codice titolo dipendente 45 Tipi di relazioni identificanti: la chiave primaria dell entità padre è un attributo della chiave dell entità figlia non-identificanti: la chiave primaria dell entità padre è fra gli attributi non compresi nella chiave dell entità figlia molti-a-molti unificazione degli attributi Codice Codice titolo titolo Tipologia Edizione di corso Codice (FK) Codice (FK) Data inizio Data inizio Data fine Data fine Numero di partecipanti Numero di partecipanti Lezione Orario Orario Giorno Giorno Aula Aula Composizione Codice (FK) Codice (FK) Data inizio (FK) Data inizio (FK) indentificante non identificante 46

24 Sub-category Sottoclassi di una classe padre (generalizzazione) Docente CF CF Cognome Cognome Età Età Città di nascita Città di nascita Telefono Telefono Collaboratore CF (FK) CF (FK) Interno CF (FK) CF (FK) 47